03 - Dimensionamento da Rede Coletora de Esgotos Profª Gersina N R C Junior

Prévia do material em texto

Dimensionamento da Rede 
Coletora de Esgotos
Profª Gersina N.R.C. Junior
Rede de Esgoto - Dimensionamento
Após a definição do traçado, numeração dos
trechos e indicação do sentido de escoamento da
rede de esgoto:
a) Cálculo da vazão a ser esgotada nas etapas inicial
e final do projeto;
b) Cálculo e preenchimento da planilha de
dimensionamento.
Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário
Equações utilizadas no cálculo das vazões de
início e final de plano
Vazão de esgoto sanitário de início de plano
Qinf Qindi Qdi Qi
Em que:
Qi = Vazão do esgoto sanitário inicial (L/s);
Qdi = Vazão doméstica de início de plano (L/s);
Qind = Vazão industrial (L/s);
Qinf = Vazão de infiltração
Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário
Vazão de esgoto sanitário de início de plano
Qinf Qind 
86400
K x qi x Pi x C
 Qi 2
Em que:
Pi = População de início de plano ( hab);
qi = Per capita inicial (L/hab.dia);
K2 = Coeficiente de máxima vazão horária;
C = Coeficiente de retorno;
Tinf = Taxa de infiltração (L/s.Km);
Li = Comprimento da rede no início do plano (Km)
Qdi (L/s)
Vazão doméstica inicial
Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário
A vazão doméstica de início de plano também pode
ser calculada em termos de área esgotada e
densidade populacional:
 
86400
K x qi x di x ai x C
 Qi 2
Em que:
ai = área esgotada de início de plano, ha ;
di = densidade populacional de início de plano , em habitantes por
hectares (hab/ha)
Vazão de esgoto sanitário de início de plano
Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário
Vazão de esgoto sanitário de final de plano
Qinf Qindf Qdf Qf
Em que:
Qf = Vazão do esgoto sanitário final (L/s);
Qdf = Vazão doméstica de final de plano (L/s);
Qind = Vazão industrial (L/s);
Qinf = Vazão de infiltração
Determinada com a
soma das vazões,
medidas de efluentes
industriais ou com a
estimativa do consumo
de água nas industrias.
Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário
Vazão de esgoto sanitário de final de plano
Qinf Qind 
86400
K x K x qf x Pf x C
 Qf 21
Em que:
Pf = População de final de plano ( hab);
qf = Per capita final (L/hab.dia);
K1 = Coeficiente de máxima vazão diária;
K2 = Coeficiente de máxima vazão horária;
C = Coeficiente de retorno;
Tinf = Taxa de infiltração (L/s.Km);
Lf = Comprimento da rede no final do plano (Km)
Qdf (L/s)
Vazão doméstica final
Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário
A vazão doméstica de final de plano também pode
ser calculada em termos de área esgotada e
densidade populacional:
Vazão de esgoto sanitário de final de plano
 
86400
K x K x qf x df x af x C
 Qf 21
Em que:
af = área esgotada de final de plano, ha ;
df = densidade populacional de final de plano , em habitantes por
hectares (hab/ha).
Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário
A vazão do esgoto sanitário (início
ou final de plano) corresponde à
contribuição total da área a ser
atendida
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
Alternativa de planilha de dimensionamento
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
a) Coluna 1 -Trechos
São anotados os números dos
trechos, de acordo com a
numeração estabelecida no
traçado da rede coletora
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
b) Coluna 2 - Comprimento
São anotados os valores, em
metros, dos comprimentos
dos trechos da rede.
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
c) Coluna 3 – Taxa de contribuição linear inicial (Txi)
LT
Qi
 Txi
Tinf 
LT
Qindi
 
LT
 Qdi
 Txi
Tinf 
LT
Qdi
 Txi
Em que:
Tinf = taxa de contribuição de infiltração (L/s.m ou L/s.Km);
LT = Comprimento total da rede coletora;
Qi = Vazão do esgoto sanitário inicial (L/s);
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
c) Coluna 3 – Taxa de contribuição linear Final (Txf)
LT
Qf
 Txf
Tinf 
LT
Qindf
 
LT
 Qdf
 Txf
Tinf 
LT
Qdf
 Txf
Em que:
Tinf = taxa de contribuição de infiltração (L/s.m ou L/s.Km);
LT = Comprimento total da rede coletora;
Qf = Vazão do esgoto sanitário final (L/s);
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
d) Coluna 5 – Vazão do trecho no início do plano (Qti)
Lt x Txi Qti
Em que:
Txi = taxa de contribuição linear
de início do plano (L/s.m);
Lt = comprimento do trecho (m)
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
d) Coluna 5 – Vazão do trecho no final do plano (Qtf)
Lt x Txf Qtf
Em que:
Txf = taxa de contribuição linear
de final do plano (L/s.m);
Lt = comprimento do trecho (m)
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
e) Coluna 4 – Vazão montante (Qm)
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
e) Coluna 4 – Vazão montante (Qm)
Caso 1: Trecho de cabeceira (Qm = 0)
A vazão de montante (Qm) no primeiro trecho do coletor
(trecho de cabeceira) é igual à zero, já que não existem
contribuições anteriores, exemplo:
Qm sem trecho
anterior
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
e) Coluna 4 – Vazão montante (Qm)
Caso 2: Outros trechos 
Quando um trecho da rede recebe contribuição de um ou mais
trechos, a vazão de montante é:
Igual à vazão de jusante (Qj) do trecho anterior, exemplo:
Qm com 1(uma) contribuição de esgotos
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
e) Coluna 4 – Vazão montante (Qm)
Caso 2: Outros trechos 
Igual à soma das vazões de jusante dos trechos anteriores,
exemplos:
Qm com 2(duas) contribuições de esgotos
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
e) Coluna 4 – Vazão montante (Qm)
Qm com 3 (três) contribuições de esgotos
Caso 2: Outros trechos 
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
f) Coluna 6 – Vazão jusante (Qj)
Equação:
Qj = Qm + Qt
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
f) Coluna 6 – Vazão jusante (Qj)
Qj com 1(uma) contribuição de esgotos
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
f) Coluna 6 – Vazão jusante (Qj)
Qm com 2(duas)
contribuições de esgotos
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
f) Coluna 6 – Vazão
jusante (Qj)
Qm com 3 (três)
contribuições de esgotos
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
g) Coluna 7 – Vazão de Projeto (Qp)
Podem ocorrer dois casos:
Caso 1: Adotar 1,5 L/s,
quando a vazão de jusante for
menor que esse valor;
Caso 2: Utilizar o valor da
vazão de jusante quando este
valor for maior ou igual a 1,5
L/s.
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
g) Coluna 7 – Vazão de Projeto (Qp)
Exemplo desses dois casos:
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
h) Coluna 9 – Declividade de projeto (Ip)
É necessário calcular a
declividade do terreno (It) e a
declividade mínima (Imín) do
coletor, devendo adotar o valor
que resulte em menor
escavação do terreno.
Atendendo aos critérios de
dimensionamento da lâmina
líquida (Y/D), da tensão trativa
e da velocidade crítica.
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
h) Coluna 9 – Declividade de projeto (Ip)
Lt
CTJ - CTM
 It 
Declividade do terreno (It) (m/m)
-0,47Qpi x 0,0055 Imín 
Declividade mínima (Imín) (m/m)
Em que:
CTM = cota do terreno de montante;
CTJ = cota do terreno de jusante;
Lt = Comprimento do trecho;
Qpi = vazão de projeto de início de plano 
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
h) Coluna 9 – Declividade de projeto (Ip)
Normalmente, o dimensionamento é iniciado com
o maior valor da declividade.
Caso esse valor resulte em elevada profundidade
(coluna 14) ou não atenda o valor do recobrimento, é
recomendado que a declividade de projeto seja
alterada para o valor no intervalo Imín ≤ Ip < It
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
i) Coluna 8 – Diâmetro do coletor (D)
Para o primeiro trecho do coletor
(cabeceira) deve ser utilizado o diâmetro
mínimo estabelecido no projeto (100
mm, NBR 9649/1986 ou 150 mm usado
em algumas companhias de saneamento)
Nos demais trechos do coletor deveser utilizado diâmetro igual ou maior do
que o do coletor contribuinte ao PV
montante.
O valor do diâmetro pode ser
modificado caso não atenda a relação
Y/D, a velocidade final e a tensão trativa.
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
j) Coluna 10 – Altura da lâmina liquida (Y/D)
Calcular a relação:
Ip
Qp
Ir na tabela 1- Dimensionamento e
verificação das tubulações de
esgoto
Tabela 1- Dimensionamento e verificação das tubulações de
esgoto
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
j) Coluna 10 – Altura da lâmina liquida (Y/D) de início
e final de plano.
Exemplo : considerar D = 150mm e 
Ip
Qp = 0,0130
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
j) Coluna 10 – Altura da lâmina liquida (Y/D)
Caso o valor da relação Y/D seja maior que 0,75,
ou seja não atender a NBR 9649/1986, deve ser
utilizado diâmetro maior e repetido o procedimento
para determinar Y/D.
Caso o valor da relação Y/D atenda a NBR 9649/1986,
anotar o valor na coluna 10.
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
k) Coluna 11 – Velocidade final de escoamento (Vf) de
início e final de plano.
Anotar o valor da relação 
Ip
Vf
Para o diâmetro (coluna 8) e Y/D (coluna
10)
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
k) Coluna 11 – Velocidade final de escoamento (Vf) de
início e final de plano.
Exemplo : considerar D = 150mm e 
Ip
Vf
Ip
Qp
= 0,0133 e Y/D = 0,200
Anotar a relação
= 5,3
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
k) Coluna 11 – Velocidade final de escoamento (Vf) de
início e final de plano.
Calcular a velocidade final:
Vf = valor encontrado x Ip
Caso o valor de Vf seja superior a velocidade crítica
(coluna 17), deve se alterada a declividade de projeto
(coluna 9) ou o diâmetro do coletor (coluna 8)
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
l) Coluna 12 – Cota do terreno
São anotados as cotas do
terreno a montante (CTM) e
cota do terreno a jusante
(CTJ)
São obtidas na planta com
o traçado da rede coletora de
esgoto
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
m) Coluna 13 – Cota do coletor
Verificar os casos:
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
m) Coluna 13 – Cota do coletor
Caso 1- Cota do coletor a montante (CCM) no
trecho inicial ou de cabeceira.
CCM = CTM - PM
Expressão:
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
m) Coluna 13 – Cota do coletor
Caso 1- Cota do coletor a montante (CCM) no
trecho inicial ou de cabeceira.
PM= Profundidade de montante
PM= R + D
Onde: 
R = recobrimento de no mínimo 0,60 e 0,90 m para coletor 
assentado no passeio e na rua, respectivamente;
D = Diâmetro em metro
PM =
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
m) Coluna 13 – Cota do coletor
Caso 2- Cota do coletor a jusante (CCJ).
CCJ do trecho 1.1
CCJ = CCM – (Ip x Lt)
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
m) Coluna 13 – Cota do coletor
Caso 2- Cota do coletor a jusante (CCJ).
CCJ = CCM – (Ip x Lt)
Em que:
CCM = cota do coletor a montante;
Ip = declividade de projeto;
Lt = comprimento do trecho.
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
m) Coluna 13 – Cota do coletor
Caso 3- Cota do coletor a montante (CCM) – 1 entrada e
1 saída.
Quando o trecho da rede coletora de esgoto possuir
apenas 1 contribuição, a CCM é igual a CCJ do trecho
anterior, conforme mostrado no esquema:
=1,2
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
m) Coluna 13 – Cota do coletor
Caso 4- Cota do coletor de montante – 2 ou 3
entradas e 1 saída (CCM).
Quando o trecho da rede coletora possuir 2 ou 3
contribuições no poço de visita, a cota do coletor a
montante será igual à menor CCJ entre os trechos
anteriores.
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
m) Coluna 13 – Cota do coletor
Caso 4- Cota do coletor de montante – 2 ou 3
entradas e 1 saída (CCM).
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
n) Coluna 14 – Profundidade do coletor
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
n) Coluna 14 – Profundidade do coletor
Caso 1- Profundidade de montante (PM)-Início de
trecho
Adotar o recobrimento de no mínimo 0,60 e 0,90 m
para coletor assentado no passeio e na rua
respectivamente.
PM = R + D
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
n) Coluna 14 – Profundidade do coletor
Caso 2- Profundidade a jusante (PJ)
É calculada por:
PJ = CTJ - CCJ
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
n) Coluna 14 – Profundidade do coletor
Caso 3- Profundidade de montante (PM)- 1 entrada e
1 saída.
É igual a profundidade de jusante do trecho
anterior
A profundidade de montante para um trecho que
recebe apenas uma contribuição é igual a
profundidade a jusante do trecho contribuinte.
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
n) Coluna 14 – Profundidade do coletor
Caso 3- Profundidade de montante (PM)- 1 entrada e
1 saída.
PM1.2 = PJ1.1
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
n) Coluna 14 – Profundidade do coletor
Caso 4- Profundidade de montante (PM)- até 3
entradas e 1 saída.
A profundidade de montante para um trecho que
recebe 2 ou 3 contribuições é igual à maior
profundidade de jusante entre os trechos
contribuintes.
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
n) Coluna 14 – Profundidade do coletor
Caso 4- Profundidade de montante (PM)- até 3
entradas e 1 saída.
2 entradas e 1 saída.
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
o) Coluna 15 – Profundidade da singularidade de jusante
Caso 1- Trecho inicial(cabeceira) é
igual ao valor da profundidade a
jusante do coletor.
Caso 2 -2 a 3 trechos contribuintes
A profundidade da singularidade é
igual à maior profundidade de jusante
entre os coletores contribuintes.
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
p) Coluna 16 – Tensão trativa.
O Valor de Y/D (coluna 10) é
utilizado na tabela 11 para verificar
o valor de β;
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
p) Coluna 16 – Tensão trativa.
Tabela 11- Raio Hidráulico (RH)
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
p) Coluna 16 – Tensão trativa.
Anotar o valor do diâmetro;
Calcular o valor do Rh na 
expressão:
Rh = β x D
Calcular a tensão trativa na
seguinte expressão:
IpRh x x 
Em que:
= Tensão trativa Pa;
= Peso especifico
do líquido, N/m;
Rh = Raio hidráulico, m;
Ip = Declividade de projeto
da tubulação, m/m
Cálculo e Preenchimento da Planilha de 
Dimensionamento
q) Coluna 17 – Velocidade crítica
Expressão:
 Rh.g x 6 Vc
Em que:
Vc = velocidade crítica, m/s;
g = aceleração da gravidade, (9,8 m/s2) m/s2;
RH = raio hidráulico.
Segundo a NBR 9649/1986, o valor a
velocidade final de escoamento não deve
ser menor que o valor da velocidade crítica